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1、吕继方中科院高能物理研究所四通道低噪声GEM探测器前端 读出ASIC设计该电路主要结构及功能n电荷灵敏前置放大器使输出信号幅度正比于输入到放大器的电荷量，具有良好的低噪声性能。n极零相消电路通过产生一个零点，使这个零点和电荷前放产生的极点相消，使时间常数变小，从而使信号不能产生堆积。n滤波整形电路偏置电路电荷灵敏前置放大器极零相消电路隔离级四级滤波整形电路偏置电路Bandgap结构：温漂较小，稳定性好电荷灵敏前置放大器采用一级折叠共源共栅结构对噪声要求较高，经分析得出噪声主要由输入管决定:1/f 噪声:Ciopt(1/f)=Cd+Cf白噪声：Ciopt(ct)=(Cd+Cf)/3综合考虑，我们
2、取Ciopt在 Cd+Cf和(Cd+Cf)/3之间。仿真结果为电荷灵敏前置放大器等效输入噪声电荷为376e.极零相消信号经过极零相消后的传递函数为：21/1/1/11)()()(sssCQsvsvsvfFDpzccsaoFFfCRRRCRRCR,2121211其中：在设计电路时，选择 1f于是有：)/1()(2sCQsvFDo经拉氏变换得到输出电压的时域波形为：)()(2/tueCQtvtFDo滤波整形电路整形的时间常数为150ns滤波整形电路n采用双端差分输入结构，可以更好的稳定工作点。如果采用单端输入为了使自身的放大器产生的噪声较小，需要有工作点的限制，从而要在各级之间加入源跟随器作为电平位移，但这样的话，由于跟随器不在任何反馈环中，故电路的工作点不能稳定。所以综合考虑采用双端输入结构的放大器。仿真波形输入信号电荷灵敏前放输出波形 极零相消输出波形最终输出准高斯波形版图设计在版图设计中，要考虑噪声问题和对称的问题。对于噪声，我们可以尽可能减少信号走线的长度并适当增加走线的宽度，同时可以对敏感信号线进行屏蔽，并尽可能在每个模块外面画上guardring。对于对称一般采用中心对称结构，在这个电路中主要有下面几个地方需要特别注意对称：差分输入的放大器结构，偏置电路中的电阻匹配和滤波整形电路中的电阻匹配。谢 谢！
四通道低噪声GEM探测器前端读出ASIC设计PPT课件
